Δεν έχει σημασία τι κάνετε αυτή τη στιγμή (όπως η ανάγνωση αυτού του άρθρου) επειδή τα κύτταρα στο σώμα σας εργάζονται σκληρά και κάνουν περισσότερα από όσα γνωρίζετε. Χρησιμοποιούν την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη σε χημικούς δεσμούς για να κάνουν εργασία στο σώμα που είναι απαραίτητη για να σας κρατήσει ζωντανούς και λειτουργικούς.
Όλες οι χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα μέσα στο σώμα σας αναφέρονται συλλογικά ως δικές σας μεταβολισμός. Αυτές οι αντιδράσεις μπορεί να είναι είτε αυθόρμητες είτε όχι αυθόρμητες και μπορεί να απορροφούν ενέργεια ή να απελευθερώνουν ενέργεια.
Οι αντιδράσεις που απαιτούν ενέργεια κάνουν χρήση της ενέργειας που δίνετε στο σώμα σας όταν τρώτε φαγητό. Η τροφή που τρώτε διασπάται από το σώμα σας, έτσι ώστε να έχετε ενέργεια για διάφορες κυτταρικές διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης και της επιδιόρθωσης.
Μια μεταβολική οδός μπορεί να κινηθεί προς οποιαδήποτε κατεύθυνση: προς τη διάσπαση των μορίων ή προς τη δημιουργία μορίων.
Τι είναι οι μεταβολικές οδοί;
Οι μεταβολικές οδοί είναι μια σειρά χημικών αντιδράσεων που συνδέονται με κάποιο τρόπο. Βασικά, το προϊόν της μίας αντίδρασης μπορεί να είναι το αντιδρών της επόμενης.
Υπάρχουν δύο τύποι μεταβολικών οδών:
1. Καταβολικός: Οι καταβολικές οδοί διαλύουν μόρια και απελευθερώνουν ενέργεια. Για παράδειγμα, η τροφή που τρώτε ως ζάχαρη ή λίπος περιέχει ενέργεια στους δεσμούς αυτών των μακρομορίων. Όταν το σύνθετο μόριο διασπάται στα συστατικά του μέρη, η ενέργεια που αποθηκεύτηκε σε αυτούς τους δεσμούς απελευθερώνεται και μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το κύτταρο.
2. Αναβολικά: Οι αναβολικές οδοί δημιουργούν μόρια από μικρότερα συστατικά και απαιτούν ενέργεια. Για παράδειγμα, όταν τα κύτταρα σας πρέπει να φτιάξουν DNA για να αναπαράγουν τη διαδικασία οικοδόμησης, το άτομο η διαδικασία είναι αναβολική.
Καταβολισμός: Ένα παράδειγμα
Ένα σημαντικό παράδειγμα καταβολισμού είναι η διάσπαση της γλυκόζης για παραγωγή ενέργειας. Μια πολύ γενική εξίσωση αυτής της πολύπλοκης διαδικασίας περιλαμβάνει τη διάσπαση της γλυκόζης (όπως η ζάχαρη στη φέτα του κέικ που είχατε για επιδόρπιο) με το διοξείδιο του άνθρακα (αυτό που εκπνέετε) και το νερό:
Τα περισσότερα από τα κύτταρα του σώματός σας παίρνουν την ενέργεια που χρειάζονται μέσω της ενέργειας που αξιοποιείται από τη διάσπαση της γλυκόζης. ο δωρεάν ενέργεια απελευθερώνεται μέσω αυτής της διαδικασίας (κυτταρική αναπνοή) είναι ΔG ° = -2,880 kJ.
Στο κύτταρο, αυτή η αντίδραση δεν λαμβάνει χώρα ταυτόχρονα, αλλά μάλλον σε μια σειρά βημάτων μέσω της χρήσης ενζύμων. Μεγάλο μέρος της ελεύθερης ενέργειας που απελευθερώνεται στην πορεία χρησιμοποιείται για την παραγωγή τριφωσφορικής αδενοσίνης ή ATP. Το ATP είναι το «νόμισμα» ενέργειας του κελιού. Το ATP χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ενέργειας έως ότου το κύτταρο το χρειάζεται.
Όταν το κύτταρο χρειάζεται ATP, μπορεί να χρησιμοποιήσει την υδρόλυση του ATP από το ATP σε ADP (διφωσφορική αδενοσίνη) για να απελευθερώσει 31 kJ ενέργειας. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει κάτι στο κελί. Για παράδειγμα, η σύνδεση της αλανίνης και της γλυκίνης (δύο αμινοξέα) για το σχηματισμό ενός διπεπτιδίου απαιτεί 29 kJ ελεύθερης ενέργειας. Ως εκ τούτου, δεν είναι μια αυθόρμητη διαδικασία.
Ωστόσο, όταν ένα ένζυμο συνδυάζει υδρόλυση ΑΤΡ με σχηματισμό διπεπτιδίων, η αντίδραση μπορεί να γίνει αυθόρμητη αφού η καθαρή αλλαγή ελεύθερης ενέργειας είναι τότε -2 kJ.
Αναβολισμός: Ένα παράδειγμα
Από πού παίρνεις την ενέργειά σου; Από πού προέρχεται η γλυκόζη; Λοιπόν, προέρχεται από φυτά! Τα φυτά παράγουν ζάχαρη μέσω της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης. Τα φυτά χρησιμοποιούν ελαφριά ενέργεια για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα σε ζάχαρη:
Αυτή η αντίδραση είναι βασικά το αντίθετο της κυτταρικής αναπνοής. Τα φυτά αποθηκεύουν μέρος αυτής της γλυκόζης και μπορούν να χρησιμοποιήσουν κάποια από αυτά για να δημιουργήσουν το δικό τους ATP. Όταν τρώτε μια σαλάτα, το σώμα σας θα καταλήξει να χρησιμοποιεί τα σάκχαρα σε αυτό το φαγητό για να το διαλύσει τελικά και να κάνει ATP.